供熱機組高背壓技術(shù)改造分析

供熱機組高背壓技術(shù)改造分析李凱;王亞梅;張海峰;蔡磊;韋存?！菊繛榻档蜋C組冷源損失，介紹河北華電石家莊裕華熱電有限公司2號機組高背壓改造從低壓通流及軸瓦、凝汽器、給水泵汽輪機、熱網(wǎng)管道、潤滑油系統(tǒng)、化學(xué)精處理、冷卻水系統(tǒng)等方面分析改造方案和措施，由改造效果可知該技術(shù)改造可保證高背壓機組的安全運行.【期刊名稱】《河北電力技術(shù)》【年(卷)，期】2016(035)003【總頁數(shù)】3頁(P33-35)【關(guān)鍵詞】高背壓;供熱;機組改造;經(jīng)濟調(diào)整【作者】李凱;王亞梅;張海峰;蔡磊;韋存?！咀髡邌挝弧亢颖比A電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430;河北華電石家莊裕華熱電有限公司，石家莊051430【正文語種】中文【中圖分類】TM621.4河北華電裕華熱電有限公司(以下簡稱〃裕華公司”)設(shè)計安裝2臺汽輪機，型號為亞臨界、一次中間再熱、凝汽式、雙抽供熱汽輪機，機組容量300MW，于2009年初投產(chǎn)，單機額定供熱抽汽流量為480t/h，2臺機組額定供熱能力為640MW。供熱能力由640MW提高到800MW，初步解決供熱能力不足的問題。為了進(jìn)一步提高裕華公司供熱的安全可靠性，同時提高公司的經(jīng)濟效益，于2014年結(jié)合2號機組檢修，進(jìn)行了雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換循環(huán)水供熱改造，改造后2號機組凝汽器供熱工況下背壓升至45kPa，低壓缸排汽溫度升至78°C,凝汽器冷卻水采用熱網(wǎng)循環(huán)水，流量為13000t/h左右，經(jīng)過凝汽器加熱，熱網(wǎng)循環(huán)水溫度由48C提升至75C,供熱能力由640MW提高到800MW，初步解決供熱能力不足的問題。2.1低壓缸雙背壓雙轉(zhuǎn)子互換供熱期間使用動靜葉片級數(shù)相對減少，效率較高的低壓轉(zhuǎn)子，機組高背壓運行；非供熱期恢復(fù)至原純凝工況運行，安全性較高。如果不換轉(zhuǎn)子效率下降很多，電熱比差，發(fā)電量少，排汽溫度上升很多，葉片容易產(chǎn)生顫振，影響機組安全運行。2.2凝汽器改造適當(dāng)增大換熱面積以滿足高背壓條件下的換熱需求，同時解決凝汽器水室承壓、溫度升高造成管束與殼體膨脹不均勻以及與低壓缸之間的應(yīng)力過大的問題。2.3給水泵汽輪機改造為能滿足純凝和高背壓2種工況下安全經(jīng)濟運行，進(jìn)行通流部分改造，更換全部高低壓噴嘴、調(diào)整汽門、轉(zhuǎn)子、隔板，增加排汽噴水減溫系統(tǒng)。2.4化學(xué)精處理改造由于凝結(jié)水溫度提高，更換適應(yīng)高溫的樹脂，提高配套設(shè)施的冗余量和耐高溫能力。2.5熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)改造滿足熱網(wǎng)改造后兩級加熱、流量、流速及管道膨脹要求。2.6循環(huán)開式冷卻水系統(tǒng)改造由于原有的循環(huán)水系統(tǒng)停止運行，本機無法提供輔機設(shè)備所需的冷卻水源，需要從鄰機接引過來，為提高冷卻系統(tǒng)安全性，另增加一路備用冷卻水源。2.7軸加系統(tǒng)與凝結(jié)水系統(tǒng)改造保證采用熱網(wǎng)循環(huán)水回水作為冷卻水源后，大小機軸封供、回汽正常。從鄰機凝結(jié)水系統(tǒng)接引增加備用噴淋減溫水，防止超溫。2.8更改相應(yīng)熱工相關(guān)邏輯低壓缸排汽壓力高報警供熱期運行時更改定值為50kPa。低壓缸排汽壓力高二報警供熱期運行時更改定值為55kPa。低壓缸排汽壓力高三報警供熱期運行時更改定值為60kPa。低壓缸排汽壓力供熱期運行時更改定值為65kPa，汽輪機跳閘。低壓缸排汽溫度高報警供熱期運行時更改定值為84°C。機組改造后運行參數(shù)見表1。根據(jù)裕華公司以往供熱期機組運行參數(shù)，熱網(wǎng)供水溫度最低為72C，最高為94C,平均回水溫度為48C,有利于高背壓改造的安全性和經(jīng)濟性，凝汽器背壓設(shè)計45kPa,發(fā)電量最大可以達(dá)到270MW，在鍋爐蒸發(fā)量為980t/h情況下，2號機組發(fā)電煤耗降低到150g/kWh左右，熱耗達(dá)到3850kJ/kWh以下，排汽冷源損失降至為零。機組改造后典型工況的運行方式：2號機組蒸發(fā)量980t/h、供熱抽汽為零，熱網(wǎng)水流量12500t/h、凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度48C,出水溫度為75.7C,供熱量達(dá)到413.6MW，發(fā)電功率為272MW。此時當(dāng)1號機組供熱抽汽量為480t/h時，熱網(wǎng)供水溫度可達(dá)到98.4C,可以滿足較冷氣候條件下的供熱需求。當(dāng)天氣極冷時，2號機組通過增大供熱抽汽量，減少低壓缸的排汽量，同時配合減小熱網(wǎng)水流量的方法，提高熱網(wǎng)水溫度加大熱網(wǎng)供熱量。此時熱網(wǎng)水流量從12500t/h減小到9500t/h時，2號機組在鍋爐蒸發(fā)量不變的情況下，抽汽量為420t/h,凝汽器供熱量為195.56MW，供熱量會從413.6MW提高到480.7MW，增加67.1MW，出水溫度可達(dá)到103.2C，發(fā)電功率從272MW減少到205MW。當(dāng)1號機組抽汽480t/h時，此時供水溫度進(jìn)一步提高到130C,完全可以滿足極冷氣候條件對供熱的需求，總供熱負(fù)荷達(dá)到800MW。4改造后注意事項4.1設(shè)備啟停啟動掛閘前確認(rèn)低壓缸噴水兩路全部開啟（該公司低壓缸排汽處新增一路凝結(jié)水供水的低壓缸噴水）。更換轉(zhuǎn)子后，整個軸系臨界轉(zhuǎn)速可能有變化，注意監(jiān)視振動、瓦溫；并網(wǎng)、帶負(fù)荷至正常期間注意事項：高背壓機組在掛閘、沖轉(zhuǎn)期間真空不應(yīng)高于20kPa，隨著機組電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機組凝汽器真空才會跟著逐漸降低，雖然真空數(shù)值不超限，但由于流量低也應(yīng)注意按防顫振軟件提示內(nèi)容及時進(jìn)行調(diào)整；主蒸汽流量達(dá)到580t/h時方能投運中壓缸抽汽供熱。4.2經(jīng)濟安全調(diào)整供熱初期及末期：2號機組高背壓運行供熱，1號機組純凝運行；隨著供熱量增大，2號機組高背壓運行不能滿足熱網(wǎng)需求，1號機組熱網(wǎng)再投入抽汽；如果供熱不足需要增加供熱量（發(fā)電會減少，效益降低），可以適當(dāng)減少熱網(wǎng)循環(huán)水量，增加2號機組熱網(wǎng)抽汽量，以達(dá)到要求的供水溫度，達(dá)到增加供熱量的目的。2號機組按照以熱定電的原則，機組協(xié)調(diào)控制方式高背壓運行，正常運行負(fù)荷在250-260MW，除供熱初末期外，基本滿負(fù)荷運行。根據(jù)機組運行情況及回水溫度情況進(jìn)行調(diào)整，要有一定的預(yù)見性，盡量保持回水溫度不大于50°C,否則影響電負(fù)荷，降低經(jīng)濟效益。若1號機組故障停機時，2號機組及時投入熱網(wǎng)抽汽，保證單機運行最大供熱量；可減少熱網(wǎng)循環(huán)水量（關(guān)小進(jìn)低壓缸進(jìn)汽調(diào)門），增大中壓缸排汽至熱網(wǎng)加熱器抽汽量。若2號機組故障停機時，維持凝汽器水側(cè)正常運行，值長及時聯(lián)系省調(diào)，1號機組帶最大抽汽量運行，確保單機運行最大供熱量；若2號機組凝汽器水側(cè)發(fā)生故障不能投入凝汽器水側(cè)，應(yīng)及時打開循環(huán)水供熱總切換閥，回水通過5臺熱網(wǎng)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入2號機組、1號機組熱網(wǎng)加熱器，供水至熱網(wǎng)系統(tǒng)。4.3設(shè)備運行必須保證外網(wǎng)有充足的換熱能力，充分體現(xiàn)高背壓供熱工況的經(jīng)濟效益；必須保證回水溫度可控，才能保證機組高背壓安全穩(wěn)定運行。低壓缸在強擾動氣流中長期運行，會產(chǎn)生疲勞破壞。所以在運行中進(jìn)行監(jiān)測盡量躲避機組進(jìn)入顫振工況，安裝防顫振軟件，在機組啟停、運行時實時監(jiān)督，保證低壓葉片的安全，低壓缸進(jìn)汽表壓力與真空關(guān)系見圖1。圖1變負(fù)荷動應(yīng)力曲線調(diào)整熱網(wǎng)管網(wǎng)閥門操作時要緩慢操作，以保證供、回水壓力不出現(xiàn)大幅波動，保證熱網(wǎng)循環(huán)水回水壓力不得低于0.25MPa，不得超過0.35MPa。真空泵由于壓差增大，抽氣量明顯增大，雖然溢流管道進(jìn)行加粗，但仍存在分離器水位高的現(xiàn)象，且由于持續(xù)溢流造成了少量熱量和工質(zhì)損失，需要進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改造。高背壓方式投入運行后，隨著電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機組凝汽器真空也會跟著逐漸降低，應(yīng)注意在加負(fù)荷過程中，若出現(xiàn)〃背壓超限”報警應(yīng)及時啟動備用真空泵提高機組真空，必要時手動開大低壓缸噴水減溫調(diào)閥，控制低壓排汽溫度<79°C來保護(hù)汽輪機末級葉片安全。雙轉(zhuǎn)子雙背壓改造投資偏大，變工況時，溫度略有增加（85^左右），有的機組，本身抽汽量達(dá)不到要求的溫度，天氣極冷時仍需要其它機組抽汽提高供水溫度。每年需要例行更換低壓轉(zhuǎn)子2次（檢修工期每次約22天）。如果需要其他機組抽汽時，熱電比變差。5結(jié)束語在保證外網(wǎng)有充足的換熱能力，且保證外網(wǎng)回水溫度、壓力可控的前提下，可以保證高背壓機組安全穩(wěn)定運行，發(fā)電煤耗降低到150g/kWh左右，熱耗達(dá)到3850kJ/kWh以下，排汽冷源損失降至為零，明顯提高了機組的經(jīng)濟性；總供熱負(fù)荷達(dá)到800MW，有效的提高了供熱能力。趙常興.汽輪機組技術(shù)手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京：水利電力出版社，2001.本文責(zé)任編輯：丁力ReformationAnalysisonHighBackPressureTechnologyofThermalPowerPlantLiKai,WangYamei,ZhangHaifeng,CaiLei,WeiCunhai(HebeiHuadianShijiazhuangYuhuaThermalPowerCo.Ltd.,Shijiazhuang,051430,China)Abstract:Forreducingunitcoldenergyloss,thispaperintroduceshighbackpressurereformationofNo.2UnitinHebeiHuadianShijiazhuangYuhuaThermalCompany,analyzesthereformationprojectandmeasuresfromlowpressureflow-throughandbearingbush,condenser,feed-waterturbine,heatsupplynetwork,lubricatingoilsystem,andsoon,thereformationresultknowsthatthisreformationcanensuresafeoperationofhighbackpressure.Keywords:highbackpressure;heat-supply;unitreformation;economicadjustment收稿日期：2016-03-12作者簡介：李凱(1974-)，男，工程師，主要從事電廠檢修及管理工作。中圖分類號：TM621.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1001-9898(2016)03-0033-034.1設(shè)備啟停啟動掛閘前確認(rèn)低壓缸噴水兩路全部開啟（該公司低壓缸排汽處新增一路凝結(jié)水供水的低壓缸噴水）。更換轉(zhuǎn)子后，整個軸系臨界轉(zhuǎn)速可能有變化，注意監(jiān)視振動、瓦溫；并網(wǎng)、帶負(fù)荷至正常期間注意事項：高背壓機組在掛閘、沖轉(zhuǎn)期間真空不應(yīng)高于20kPa，隨著機組電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機組凝汽器真空才會跟著逐漸降低，雖然真空數(shù)值不超限，但由于流量低也應(yīng)注意按防顫振軟件提示內(nèi)容及時進(jìn)行調(diào)整；主蒸汽流量達(dá)到580t/h時方能投運中壓缸抽汽供熱。4.2經(jīng)濟安全調(diào)整供熱初期及末期：2號機組高背壓運行供熱，1號機組純凝運行；隨著供熱量增大，2號機組高背壓運行不能滿足熱網(wǎng)需求，1號機組熱網(wǎng)再投入抽汽；如果供熱不足需要增加供熱量（發(fā)電會減少，效益降低），可以適當(dāng)減少熱網(wǎng)循環(huán)水量，增加2號機組熱網(wǎng)抽汽量，以達(dá)到要求的供水溫度，達(dá)到增加供熱量的目的。2號機組按照以熱定電的原則，機組協(xié)調(diào)控制方式高背壓運行，正常運行負(fù)荷在250-260MW，除供熱初末期外，基本滿負(fù)荷運行。根據(jù)機組運行情況及回水溫度情況進(jìn)行調(diào)整，要有一定的預(yù)見性，盡量保持回水溫度不大于50°C,否則影響電負(fù)荷，降低經(jīng)濟效益。若1號機組故障停機時，2號機組及時投入熱網(wǎng)抽汽，保證單機運行最大供熱量；可減少熱網(wǎng)循環(huán)水量（關(guān)小進(jìn)低壓缸進(jìn)汽調(diào)門），增大中壓缸排汽至熱網(wǎng)加熱器抽汽量。若2號機組故障停機時，維持凝汽器水側(cè)正常運行，值長及時聯(lián)系省調(diào)，1號機組帶最大抽汽量運行，確保單機運行最大供熱量；若2號機組凝汽器水側(cè)發(fā)生故障不能投入凝汽器水側(cè)，應(yīng)及時打開循環(huán)水供熱總切換閥，回水通過5臺熱網(wǎng)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入2號機組、1號機組熱網(wǎng)加熱器，供水至熱網(wǎng)系統(tǒng)。4.3設(shè)備運行必須保證外網(wǎng)有充足的換熱能力，充分體現(xiàn)高背壓供熱工況的經(jīng)濟效益；必須保證回水溫度可控，才能保證機組高背壓安全穩(wěn)定運行。低壓缸在強擾動氣流中長期運行，會產(chǎn)生疲勞破壞。所以在運行中進(jìn)行監(jiān)測盡量躲避機組進(jìn)入顫振工況，安裝防顫振軟件，在機組啟停、運行時實時監(jiān)督，保證低壓葉片的安全，低壓缸進(jìn)汽表壓力與真空關(guān)系見圖1。調(diào)整熱網(wǎng)管網(wǎng)閥門操作時要緩慢操作，以保證供、回水壓力不出現(xiàn)大幅波動，保證熱網(wǎng)循環(huán)水回水壓力不得低于0.25MPa，不得超過0.35MPa。真空泵由于壓差增大，抽氣量明顯增大，雖然溢流管道進(jìn)行加粗，但仍存在分離器水位高的現(xiàn)象，且由于持續(xù)溢流造成了少量熱量和工質(zhì)損失，需要進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)改造。高背壓方式投入運行后，隨著電負(fù)荷的增加，低壓缸進(jìn)汽流量增大，機組凝汽器真空也會跟著逐漸降低，應(yīng)注意在加負(fù)荷過程中，若出現(xiàn)〃背壓超限”報警應(yīng)及時啟動備用真空泵提高機組真空，必要時手動開大低壓缸噴水